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#White Papers
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Kühle Dächer für heiße Städte
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PVC-Dächer mindern den städtischen Wärmeinseleffekt
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In Städten, in denen die Dächer dominieren und die Freiflächen schrumpfen, trägt der Mangel an kühlen Dächern wesentlich zum Temperaturanstieg bei. Die Auswirkungen steigender Temperaturen in städtischen Gebieten haben negative Folgen für eine Vielzahl von Aspekten der Lebensqualität, darunter Gesundheit, Wohlbefinden und wirtschaftliche Auswirkungen. Eine Studie mit fast 1.700 Städten hat ergeben, dass diese kombinierten Auswirkungen eine Stadt bis zum Jahr 2050 etwa 1,7 Prozent und bis zum Jahr 2100* 5,6 Prozent ihrer jährlichen Wirtschaftsleistung kosten würden, was sich leicht auf Milliarden von Dollar belaufen kann, wenn keine Gegenmaßnahmen ergriffen werden.
Dieser "urbane Wärmeinseleffekt" (UHIE) entsteht durch die Konzentration dunkler Oberflächen in Städten, wie z. B. dunkle Dächer und Asphaltbeläge, die Sonnenenergie absorbieren und letztlich das gesamte Gebiet aufheizen. Der Nettoeffekt ist, dass es in Städten in der Regel fünf bis zehn Grad wärmer ist als in den umliegenden Vorstädten und ländlichen Gebieten. Dieser städtische Wärmeinseleffekt tritt in allen Klimazonen auf.
Es gibt Lösungen, die Bauexperten heute anwenden können, um den UHIE zu mindern, den Wärmegewinn zu minimieren und die Temperaturen in Gebäuden, in Städten - und auf dem Planeten - zu senken. Die Wahl der Dacheindeckung kann bei diesen Reduzierungen eine wichtige Rolle spielen, was zu einer Verbreitung der Vorteile von kühlen Dächern" für Städte führt. Zwei wesentliche Vorteile von kühlen Dächern sind die Verringerung der UHIE und des Kühlenergieverbrauchs.
Nachmessen
Um zu verstehen, wie sich die Wahl des Dachsystems auf die städtische Hitze auswirkt, ist es wichtig, die wichtigsten Messgrößen zu kennen, die mit den Auswirkungen der Sonnenenergie auf die Dachflächen zusammenhängen. Es gibt drei davon: Sonnenreflexionsgrad, Emissionsgrad und Sonnenreflexionsindex (SRI).
Der solare Reflexionsgrad bezieht sich auf die Menge der einfallenden Sonnenenergie, die ein Material in die Atmosphäre zurück reflektiert. Er wird in der Regel als Prozentsatz angegeben. Eine Bedachung mit einem Reflexionsgrad von etwa 80 % bedeutet beispielsweise, dass 80 % der auf die Dachbahn auftreffenden Sonnenenergie zurückgeworfen wird. Der Rest der Energie, der nicht reflektiert wird, wird vom Dach absorbiert. Ein Teil dieser absorbierten Energie wird in die Struktur übertragen, während ein anderer Teil wieder an die Umgebung abgegeben wird.
Der Emissionsgrad gibt die Energiemenge an, die ein Material abgibt, die es absorbiert hat, und wird in der Regel auch als Prozentsatz angegeben. Je höher der Reflexionsgrad und je höher der Emissionsgrad, desto "kühler" ist das Bedachungsmaterial.
Der Sonnenreflexionsindex (SRI) ist eine Berechnung, die sowohl das Reflexions- als auch das Emissionsvermögen berücksichtigt und in einer einzigen Zahl zusammenfasst, was die Beurteilung und den Vergleich von Bedachungsmaterialien erheblich erleichtert. Je höher der SRI-Wert ist, desto kühler ist das Dachmaterial.
Nachstehend finden Sie eine Liste der SRI-Werte einiger gängiger Bedachungsmaterialien.
Schwarzes EPDM: -1
Glattes Bitumen: -1
Weißes Bitumen mit körniger Oberfläche: 28
Dunkler Kies auf BUR: 9
Heller Schotter auf BUR: 37
Weißer thermoplastischer Kunststoff (PVC): 104
Am einen Ende der Skala liegen EPDM und glattes Bitumen am unteren Ende (-1), während weißer thermoplastischer Kunststoff (PVC) die anderen Materialien mit einem SRI von 104 übertrifft. PVC erzielt auch hohe Werte bei der Sonnenreflexion (83 %) und dem Emissionsvermögen (92 %).
Kühle PVC-Dacheindeckung
Was ist eine PVC-Dacheindeckung? Es handelt sich um eine leistungsstarke, einlagige Dacheindeckung mit geringer Neigung. Reflektierende PVC-Dächer schützen und kühlen Gebäude in Klimazonen auf der ganzen Welt seit Jahrzehnten. Sie können auch einen wichtigen Beitrag zur Verringerung des städtischen Wärmeinseleffekts und seiner Folgen leisten.
Kühle PVC-Dächer bieten in den heißen Sommermonaten erhebliche Vorteile. Selbst in kühlen Klimazonen können die Einsparungen bei den Kühlkosten im Sommer durch PVC die Einsparungen bei den Heizkosten im Winter durch dunklere Dächer überwiegen. Die Sonneneinstrahlung, die von kühlen Dächern im Sommer reflektiert wird, trägt zu Einsparungen von 29,73 $ pro Million BTUs bei, während dunkle Dächer im Winter Sonnenenergie absorbieren und nur 9,10 $ pro Million BTUs einsparen helfen. PVC-Dächer haben bewiesen, dass sie Einsparungen bei der Kühlenergie, eine Verringerung des Spitzenbedarfs an Strom und Nettoenergieeinsparungen bewirken können.
Bei einem so dramatischen Reflexions-, Emissions- und SRI-Wert sind Planer vielleicht überrascht, dass die Kosten für PVC-Dächer oft mit denen anderer Dachmaterialien vergleichbar sind, während sie gleichzeitig eine der besten Erfolgsgeschichten in Bezug auf Haltbarkeit und Lebenszyklusleistung aufweisen.
"Auch wenn die Anfangskosten manchmal etwas höher sind als bei anderen Technologien, halten PVC-Dächer mindestens 30 Jahre", sagt Bill Bellico, ein 18-jähriger Veteran der Bedachungsbranche, der als Vizepräsident für Marketing bei Sika Sarnafil tätig ist und den Vorsitz im Marketingausschuss der Chemical Fabrics and Film Association - Vinyl Roofing Division innehat. "Wenn man den geringen Wartungsaufwand und die Langlebigkeit berücksichtigt, sind PVC-Dächer eine kluge Wahl für die niedrigsten Lebenszykluskosten, noch bevor man die Energieeinsparungen und die positiven Auswirkungen auf die Umwelt mit einbezieht
PVC-Dächer haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie sowohl für die Neueindeckung bestehender Dächer als auch für Neubauten geeignet und hocheffektiv sind.
Kennen Sie Ihre Dacheindeckung
Die US-Umweltbehörde EPA hat ihre Energy-Star-Spezifikation für Dachprodukte eingestellt, aber es gibt immer noch eine Zertifizierung durch Dritte, die die energiesparenden Eigenschaften von PVC-Dächern dokumentiert: das CRRC-1-Programm des Cool Roof Rating Council (CRRC).
Die Bewertungen des CRRC-1-Programms, das seit 2002 besteht, basieren auf den Strahlungseigenschaften der Oberfläche eines Produkts (Reflexions- und Emissionsgrad) und reichen von 0 bis 1, wobei 1 den höchsten Reflexions- bzw. Emissionsgrad bedeutet. Die Bewertungen geben Aufschluss darüber, wie effizient das Produkt den Energieverbrauch von Gebäuden senkt, den Komfort der Bewohner erhöht und den städtischen Wärmeinseleffekt abschwächt.
Über 3.000 Dachprodukte sind im CRRC Rated Roof Products Directory veröffentlicht, einer öffentlich zugänglichen Online-Datenbank, auf die sich politische Entscheidungsträger, Planungsexperten, Gebäudeeigentümer und andere seit Jahren verlassen, wenn es um Daten von Dritten geht. Das Verzeichnis bietet Verbrauchern die Möglichkeit, nach Dachprodukten zu suchen und diese zu vergleichen, die den Anforderungen von Vorschriften, Zertifizierungen für umweltfreundliches Bauen und Rabattprogrammen entsprechen. Die Bewertungen sind auch auf den CRRC-Etiketten auf den Produktverpackungen zu finden.
Mehr als Energieeinsparungen
Die Smart Surfaces Coalition unterstützt Städte bei der Entscheidung für "intelligente" Oberflächen, indem sie den Wert von Oberflächen aufzeigt, die die Auswirkungen von Sonne und Regen besser bewältigen. Die Koalition besteht aus 40 führenden nationalen und internationalen Organisationen, die sich gemeinsam dafür einsetzen, diese Oberflächen als globalen Standard für die Stadtgestaltung zu fördern.
Eine kürzlich von der Koalition durchgeführte Studie über die Auswirkungen der Einführung intelligenter Oberflächenlösungen in Baltimore, Maryland, enthielt einige erstaunliche Prognosen über die weitreichenden Auswirkungen, die die Einführung intelligenter Oberflächen auf die Stadt haben könnte. Zu den Höhepunkten gehören: eine Verringerung der sommerlichen Spitzentemperatur um 4,3 Grad in den heißesten Gebieten der Stadt und eine durchschnittliche Verringerung um 2,5 Grad in der gesamten Stadt; eine Verringerung der Kohlenstoffbelastung um 17 Millionen Tonnen; die Schaffung von 3.600 Arbeitsplätzen in den ersten 20 Jahren und 78.700 Arbeitsplätzen über 30 Jahre; ein Kapitalwert von 13,5 Milliarden Dollar durch die Einführung intelligenter Oberflächen; und 15 Mal mehr Nutzen als Kosten für die Umsetzung und Instandhaltung der Strategie.
"Eine Stadt, in der es aufgrund der dunklen undurchlässigen Oberflächen und des Mangels an Bäumen zu heiß ist, wirkt sich negativ auf die Lebensqualität aller aus - vor allem auf die der einkommensschwachen und von Minderheiten bewohnten Viertel und insbesondere auf die der Kinder", sagte Greg Kats, CEO der Smart Surfaces Coalition und kürzlich zum Ehrenmitglied des American Institute of Architects (AIA) ernannt. "Städte, die keine intelligenten Oberflächen verwenden, die reflektierend, porös, grün usw. sind, schließen mehr Hitze, mehr Smog, mehr Überschwemmungen und Schimmel ein - all das führt zu einer schlechteren Gesundheit. All dies führt zu einer schlechteren Gesundheit. Das bedeutet mehr Fehltage, Einkommensverluste, eine geringere Steuerbasis für die Stadt, weniger Menschen, die etwas kaufen, um die lokale Wirtschaft anzukurbeln, und weniger neue Arbeitsplätze. Es ist ein ganzes Ökosystem, das darunter leidet
Angesichts dieses dringenden Bedarfs an Veränderungen ist die Chemical Fabrics and Film Association - Vinyl Roofing Division der Ansicht, dass Architekten, Planer und Bauherren sich bei der Wahl ihrer Dachmaterialien unbedingt von wissenschaftlichen Erkenntnissen leiten lassen sollten. Die Alternative kann schwerwiegende und lang anhaltende Auswirkungen für Städte, ihre Bürger und den gemeinsamen Planeten haben. Diese wissenschaftlichen Messwerte sind allgemein verfügbar und leicht zu interpretieren. Insbesondere der Sonnenreflexionsindex (SRI), der sowohl die Reflektivität als auch die Emissivität berücksichtigt, erleichtert die Bewertung und den Vergleich von Dachmaterialien.
Natürlich gibt es für Planer, Planerinnen, Planer und Käufer und Käuferinnen viel zu beachten. Die Ästhetik des Designs ist natürlich entscheidend. Das Gleiche gilt für Kosten und Haltbarkeit. Ästhetik ist zweifellos subjektiv, aber die Wissenschaft belegt, dass die Wahl von Materialien, die besser für die Erde sind, keine negativen Auswirkungen auf Kosten oder Haltbarkeit haben muss. Einsparungen, sowohl bei den Materialkosten als auch bei der langfristigen Haltbarkeit, sind möglich, wenn man kühle PVC-Dächer und ihre positiven Auswirkungen auf die Städte in Betracht zieht.
*"A Global Economic Assessment of City Policies to Reduce Climate Change Impacts", von F. Estrada, W. Botzen, und R. Tol, veröffentlicht am 29. Mai 2017 in Nature Climate Change. Weitere Informationen finden Sie unter https://doi.org/10.1038/NCLIMATE3301.
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